CN110226024A - 排气净化装置 - Google Patents

Abstract

一种排气净化装置，具备：气体分散部（7C），将选择还原型催化剂（4）（后处理装置）的入侧端面包覆，并且从与其轴心方向大致正交的朝向经由排气导入口（11）将排气气体（1）导入；以及混合管（7B）（排气管路），从排气导入口（11）朝向选择还原型催化剂（4）的出侧弯曲，沿其轴心方向延伸；对气体分散部（7C）赋予压扁形状，以使得一边将气体分散部（7C）的从排气导入口（11）到选择还原型催化剂（4）的轴心延长线附近的区域确保为以扇形扩展的导风空间（12），一边将剩余的区域作为与前述选择还原型催化剂（4）的入侧端面接近的扁平的节流空间（13），并且，将该压扁形状的节流空间（13）与导风空间（12）的边界部形成为呈圆弧形的锥斜面（14）。

Description

排气净化装置

技术领域

本发明涉及排气净化装置。

背景技术

近年来，提出了以下的技术：在排气管的中途具备将排气气体中的微粒捕集的微粒过滤器，并且在该微粒过滤器的下游侧具备即使在氧共存下也能够有选择地使NOx与氨反应的选择还原型催化剂，向该选择还原型催化剂与前述微粒过滤器之间作为还原剂而添加尿素水，实现微粒和NOx的同时减少。

在此情况下，向选择还原型催化剂的尿素水的添加由于在微粒过滤器与选择还原型催化剂之间进行，所以如果要确保直到添加在排气气体中的尿素水被热分解为氨和碳酸气体为止的充分的反应时间，则需要使从尿素水的添加位置到选择还原型催化剂的距离变长，但如果将微粒过滤器和选择还原型催化剂隔开充分的距离而离开配置，则向车辆的搭载性显著地受损。

因此，已经提出了图1所示那样的紧凑的排气净化装置，在这样的排气净化装置中，将微粒过滤器3和选择还原型催化剂4用壳体5、6分别抱持而并列地配置，所述微粒过滤器3在来自发动机的排气气体1流通的排气管2的中途，捕集排气气体1中的微粒，所述选择还原型催化剂4在该微粒过滤器3的下游侧具备即使在氧共存下也能够有选择地使NOx与氨反应的性质，将微粒过滤器3的出侧端部与选择还原型催化剂4的入侧端部之间用S字构造的联络流路7连接，从微粒过滤器3的出侧端部排出的排气气体1被向相反朝向折回而向邻近的选择还原型催化剂4的入侧端部导入。

这里，前述联络流路7构成为，由气体集合部7A、混合管7B和气体分散部7C形成S字构造，所述气体集合部7A将微粒过滤器3的出侧端部包围并且使刚从该出侧端部出来之后的排气气体1一边方向转换为大致直角的朝向一边集合，所述混合管7B将由该气体集合部7A集中的排气气体1向与微粒过滤器3的排气流动相反朝向排出，所述气体分散部7C使由该混合管7B引导来的排气气体1一边方向转换为大致直角的朝向一边分散，并且将选择还原型催化剂4的入侧端部包围以便能够将该被分散的排气气体1向该入侧端部导入；在前述混合管7B的入侧端部的中心位置，朝向前述混合管7B的出侧端部侧装备着用来向该混合管7B内添加尿素水的喷射器8。

另外，在这里图示的例子中，在抱持着微粒过滤器3的壳体5内的前段，装备着将排气气体1中的未燃燃料成分氧化处理的氧化催化剂9，此外，在抱持着选择还原型催化剂4的壳体6内的后段，装备着将剩余的氨氧化处理的氨减少催化剂10。

并且，如果采用这样的结构，则由微粒过滤器3将排气气体1中的微粒捕集，并且在其下游侧的混合管7B的中途从喷射器8将尿素水添加到排气气体1中而将其热分解为氨和碳酸气体，在选择还原型催化剂4上将排气气体1中的NOx通过氨良好地还原净化，结果，能实现排气气体1中的微粒和NOx的同时减少。

此时，由于被从微粒过滤器3的出侧端部排出的排气气体1被联络流路7向相反朝向折回后被向邻近的选择还原型催化剂4的入侧端部导入，所以将从尿素水的添加位置到选择还原型催化剂4的距离确保得较长，确保对于从尿素水生成氨而言足够的反应时间。

并且，由于将微粒过滤器3和选择还原型催化剂4并列地配置，以沿着这些微粒过滤器3与选择还原型催化剂4之间的方式配置有联络流路7，所以其整体结构变得紧凑，向车辆的搭载性被大幅地提高。

另外，作为与这种排气净化装置关联的现有技术文献信息，有下述的专利文献1等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008－196328号公报。

发明内容

发明要解决的课题

但是，在这样相对于选择还原型催化剂4使排气气体1反转而导入的形式中，当排气气体1反转时，排气气体1容易向其拐弯方向的外侧偏倚流动，排气气体1相对于选择还原型催化剂4被不均匀地导入，本来应发挥的催化剂性能有可能不能被充分地引出。

另一方面，还提出了在气体分散部7C的与排气气体1导入侧对置的部位、向选择还原型催化剂4的入侧端面形成凹陷而将排气气体1的流动约束的改善对策，但在到此为止提出的凹陷形状中，实际情况是：即使能够将沿着向气体分散部7C的排气气体1的导入方向的纵向的流动的偏倚改善，也难以做到将向横向（相对于选择还原型催化剂4的入侧端面大致平行且相对于排气气体1的导入方向大致正交的方向）的分散性同时纠正。

本发明是鉴于上述实际情况而做出的，目的是当相对于选择还原型催化剂等后处理装置使排气气体反转而导入时、比以往更有效果地纠正相对较多的排气气体向其拐弯方向的外侧偏倚流动的倾向而实现催化剂性能的提升。

用来解决课题的手段

本发明是一种排气净化装置，在排气系统中具备使排气气体通过而净化的后处理装置，采用相对于该后处理装置使排气气体反转而导入的布局，其特征在于，具备：气体分散部，将前述后处理装置的入侧端面包覆，并且从与该后处理装置的轴心方向大致正交的朝向经由排气导入口将排气气体导入；以及排气管路，从该气体分散部的排气导入口朝向前述后处理装置的出侧弯曲，沿该后处理装置的轴心方向延伸；对前述气体分散部赋予压扁形状，以使得一边将前述气体分散部的从前述排气导入口到前述后处理装置的轴心延长线附近的区域确保为以扇形扩展的导风空间，一边将剩余的区域作为与前述后处理装置的入侧端面接近的扁平的节流空间，并且，将该压扁形状的前述节流空间与前述导风空间的边界部形成为呈圆弧形的锥斜面。

而且，如果这样，则经由排气管路被引导的排气气体被方向转换为与后处理装置的轴心方向大致正交的朝向，向排气导入口导入，在从该排气导入口在以扇形扩展的导风空间流动的期间中，向横向（相对于后处理装置的入侧端面大致平行并且相对于排气气体向排气导入口的导入方向大致正交的方向）的分散性被提高，另一方面，该排气气体的流动被圆弧形的锥斜面均等地约束，不导致向横向的偏倚而有效果地纠正相对较多的排气气体向拐弯方向的外侧偏倚而流动的倾向。

此外，在本发明中，优选的是，在锥斜面的斜坡的中途形成有阶差部，所述阶差部以与该锥斜面的圆弧形同心状呈圆弧形，并朝向后处理装置的入侧端面伸出；如果这样，则在排气气体中包含比重比排气气体大的添加剂的情况下，借助离心力，沿着拐弯方向的外侧的流路内壁面而伴随的添加剂乘上前述阶差部，由此被从流路内壁面剥离而朝向后处理装置的入侧端面扩散，所以对于到目前为止难以改善偏倚的添加剂的分散性也能够大幅地提高。

进而，在本发明中，优选的是，将排气管路的排气导入口跟前的流路截面形成为，呈将一方的对角线朝向前述排气管路的拐弯方向的菱形；如果这样，则能够在排气导入口跟前将排气气体的流动向排气管路的中心引导而促进在该中心附近的主流形成，能够更进一步抑制流动的反转时的向横向的偏倚的发生。

此外，在本发明中，优选的是，在气体分散部形成有导引凹部，所述导引凹部在与导风空间的扇形的二等分线上对应的节流空间的适当位置伸出，并将排气气体的主流约束以使其朝向后处理装置的入侧端面的中心；如果这样，则在排气气体的流量变少时，借助前述导引凹部有效果地将排气气体的主流约束而向后处理装置的入侧端面的中心引导。

进而，在本发明中，优选的是，在导引凹部与锥斜面之间的导风空间的扇形的二等分线上形成有传感器凸台；如果这样，则通过利用前述传感器凸台配置传感器，能够对于排气气体的主流直接检测温度等各种信息。

发明效果

根据上述本发明的排气净化装置，能够起到下述那样的各种优异的效果。

（I）当相对于后处理装置使排气气体反转而导入时，能够比以往更有效果地纠正相对较多的排气气体向其拐弯方向的外侧偏倚而流动的倾向，所以能够将后处理装置的全部容积效率良好地利用而将本来应发挥的催化剂性能充分地引出。

（II）如果采用在锥斜面的斜坡的中途形成阶差部、所述阶差部以与该锥斜面的圆弧形同心状呈圆弧形、并朝向后处理装置的入侧端面伸出的结构，则即使含有比重比排气气体大的添加剂，通过借助离心力使沿着拐弯方向的外侧的流路内壁面而伴随的添加剂乘上前述阶差部，能够使其从流路内壁面剥离而朝向后处理装置的入侧端面扩散，所以对于排气气体中包含的添加剂的分散性也能够大幅地提高，能够将后处理装置的催化剂性能更有效果地引出。

（III）如果采用将排气管路的排气导入口跟前的流路截面形成为呈将一方的对角线朝向前述排气管路的拐弯方向的菱形的结构，则通过将排气管路的排气导入口跟前的流路截面形成为菱形，能够在排气导入口跟前将排气气体的流动向排气管路的中心引导而促进在该中心附近的主流形成，更进一步抑制流动的反转时的向横向的偏倚的发生，所以能够将后处理装置的催化剂性能更有效果地引出。

（IV）如果采用在气体分散部形成导引凹部、所述导引凹部在与导风空间的扇形的二等分线上对应的节流空间的适当位置伸出、并将排气气体的主流约束以使其朝向后处理装置的入侧端面的中心的结构，则即使排气气体的流量变少而锥斜面的约束作用下降，也能够借助导引凹部有效果地将排气气体的主流约束而向后处理装置的入侧端面的中心引导，对于排气气体的流量变少时的催化剂性能的下降能够进行提升。

（V）如果采用在导引凹部与锥斜面之间的导风空间的扇形的二等分线上形成传感器凸台的结构，则通过利用传感器凸台而配置传感器，对于排气气体的主流能够直接检测温度等各种信息，能够实现其检测精度的大幅的提高，并且能够实现传感器向最优位置的简便的配置。

附图说明

图1是表示以往的排气净化装置的一例的概略图。

图2是表示本发明的一实施例的立体图。

图3是关于图2的气体分散部的主视图。

图4是图3的IV－IV方向的向视图。

图5是图4的V－V向视的剖视图。

图6是关于图4的气体分散部的剖视图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边说明本发明的实施方式。

图2～图6是表示本发明的一实施例的图，在本实施例中，关于与前面说明的图1大致同样构成的排气净化装置，形成联络流路7的下游部分的气体分散部7C将作为后处理装置的选择还原型催化剂4的入侧端面包覆，并且构成为，从与该选择还原型催化剂4的轴心方向大致正交的朝向经由排气导入口11（参照图4）导入排气气体1；将排气气体1向该气体分散部7C的排气导入口11引导的混合管7B构成为，形成从前述排气导入口11朝向前述选择还原型催化剂4的出侧弯曲并沿该选择还原型催化剂4的轴心方向延伸的排气管路；而对前述气体分散部7C赋予压扁形状，以使得一边前述气体分散部7C的从前述排气导入口11到前述选择还原型催化剂4的轴心延长线附近的区域被确保为以扇形扩展的导风空间12，一边剩余的区域成为与前述选择还原型催化剂4的入侧端面接近的扁平的节流空间13；并且，其压扁形状中的前述节流空间13与前述导风空间12的边界部形成为呈圆弧形的锥斜面14。

此外，特别在本实施例中，在锥斜面14的斜坡的中途形成有阶差部15，所述阶差部15以与该锥斜面14的圆弧形同心状呈圆弧形，并朝向选择还原型催化剂4的入侧端面伸出，并且混合管7B的排气导入口11跟前的流路截面形成为，呈将一方的对角线朝向前述混合管7B的拐弯方向的菱形（参照图5）。

并且，在前述气体分散部7C中，形成有导引凹部16，所述导引凹部16在与导风空间12的扇形的二等分线X（参照图3）上对应的节流空间13的适当位置伸出，将排气气体1的主流约束以使其朝向选择还原型催化剂4的入侧端面的中心；在该导引凹部16与锥斜面14之间的导风空间12的扇形的二等分线X（参照图3）上形成有传感器凸台17，在该传感器凸台17嵌插着进行排气气体1的温度检测的传感器18。

而且，如果这样，则经由混合管7B被引导的排气气体1被方向转换为与选择还原型催化剂4的轴心方向大致正交的朝向，向排气导入口11导入，在从该排气导入口11在以扇形扩展的导风空间12流动的期间中，向横向（相对于选择还原型催化剂4的入侧端面大致平行并且相对于排气气体1向排气导入口11的导入方向大致正交的方向）的分散性被提高，另一方面，该排气气体1的流动被圆弧形的锥斜面14均等地约束，不导致向横向的偏倚而有效果地纠正相对较多的排气气体1向拐弯方向的外侧偏倚而流动的倾向。

此外，在将本实施例那样的选择还原型催化剂4作为后处理装置的排气净化装置的例子中，在其上游侧添加的雾状的尿素水（添加剂）包含在排气气体1中，该雾状的尿素水由于比重比排气气体1重，所以向拐弯方向的外侧显著地偏倚，但如果在锥斜面14的斜坡的中途预先形成以与该锥斜面14的圆弧形同心状呈圆弧形并朝向选择还原型催化剂4的入侧端面伸出的阶差部15，则借助离心力，沿着拐弯方向的外侧的流路内壁面而伴随的雾状的尿素水乘上前述阶差部15，由此被从流路内壁面剥离而朝向选择还原型催化剂4的入侧端面扩散，所以对于到目前为止难以改善偏倚的雾状的尿素水的分散性也能够大幅地提高。

因而，根据上述实施例，当相对于选择还原型催化剂4使排气气体1反转而导入时，能够比以往更有效果地纠正相对较多的排气气体1向其拐弯方向的外侧偏倚而流动的倾向，所以能够效率良好地利用选择还原型催化剂4的全部容积，将本来应发挥的催化剂性能充分地引出，此外，即使含有比重比排气气体1大的雾状的尿素水，也通过借助离心力使沿着拐弯方向的外侧的流路内壁面伴随的雾状的尿素水乘上阶差部15，能够使其从流路内壁面剥离而朝向选择还原型催化剂4的入侧端面扩散，所以对于排气气体1中包含的雾状的尿素水的分散性也能够大幅地提高，能够将选择还原型催化剂4的催化剂性能更有效果地引出。

进而，在本实施例中，由于将混合管7B的排气导入口11跟前的流路截面形成为，呈将一方的对角线朝向前述混合管7B的拐弯方向的菱形，所以在排气导入口11跟前将排气气体1的流动向混合管7B的中心引导而促进在该中心附近的主流形成，能够更进一步抑制流动的反转时的向横向的偏倚的发生，所以能够将选择还原型催化剂4的催化剂性能更有效果地引出。

此外，由于在气体分散部7C形成有导引凹部16，所以即使排气气体1的流量变少而锥斜面14的约束的作用下降，也能够借助导引凹部16有效果地将排气气体1的主流约束而向选择还原型催化剂4的入侧端面的中心引导，对于排气气体1的流量变少时的催化剂性能的下降能够进行提升。

进而，在本实施例中，由于在导引凹部16与锥斜面14之间的导风空间12的扇形的二等分线上形成有传感器凸台17，所以通过利用该传感器凸台17配置传感器18，对于排气气体1的主流能够直接地检测温度，能够实现其检测精度的大幅的提高，并且能够实现传感器18向最优位置的简便的配置。

另外，本发明的排气净化装置并不仅限定于上述的实施例，在图示中例示了对于将微粒过滤器和选择还原型催化剂并列地配置的情况下的选择还原型催化剂的入侧应用的情况，但当然，对于选择还原型催化剂以外的后处理装置也同样能够应用，此外，对于采用相对于后处理装置使排气气体反转而导入的布局的各种各样的形式的排气净化装置能够应用，除此以外，在不脱离本发明的主旨的范围内能够各种各样加以变更。

附图标记说明

1 排气气体

4 选择还原型催化剂（后处理装置）

7B 混合管（排气管路）

7C 气体分散部

11 排气导入口

12 导风空间

13 节流空间

14 锥斜面

15 阶差部

16 导引凹部

17 传感器凸台。

Claims (12)

1.一种排气净化装置，在排气系统中具备使排气气体通过而净化的后处理装置，采用相对于该后处理装置使排气气体反转而导入的布局，其特征在于，具备：气体分散部，将前述后处理装置的入侧端面包覆，并且从与该后处理装置的轴心方向大致正交的朝向经由排气导入口将排气气体导入；以及排气管路，从该气体分散部的排气导入口朝向前述后处理装置的出侧弯曲，沿该后处理装置的轴心方向延伸；对前述气体分散部赋予压扁形状，以使得一边将前述气体分散部的从前述排气导入口到前述后处理装置的轴心延长线附近的区域确保为以扇形扩展的导风空间，一边将剩余的区域作为与前述后处理装置的入侧端面接近的扁平的节流空间，并且，将该压扁形状的前述节流空间与前述导风空间的边界部形成为呈圆弧形的锥斜面。

2.如权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于，在锥斜面的斜坡的中途形成有阶差部，所述阶差部以与该锥斜面的圆弧形同心状呈圆弧形，并朝向后处理装置的入侧端面伸出。

3.如权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于，将排气管路的排气导入口跟前的流路截面形成为，呈将一方的对角线朝向前述排气管路的拐弯方向的菱形。

4.如权利要求2所述的排气净化装置，其特征在于，将排气管路的排气导入口跟前的流路截面形成为，呈将一方的对角线朝向前述排气管路的拐弯方向的菱形。

5.如权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于，在气体分散部形成有导引凹部，所述导引凹部在与导风空间的扇形的二等分线上对应的节流空间的适当位置伸出，并将排气气体的主流约束以使其朝向后处理装置的入侧端面的中心。

6.如权利要求2所述的排气净化装置，其特征在于，在气体分散部形成有导引凹部，所述导引凹部在与导风空间的扇形的二等分线上对应的节流空间的适当位置伸出，并将排气气体的主流约束以使其朝向后处理装置的入侧端面的中心。

7.如权利要求3所述的排气净化装置，其特征在于，在气体分散部形成有导引凹部，所述导引凹部在与导风空间的扇形的二等分线上对应的节流空间的适当位置伸出，并将排气气体的主流约束以使其朝向后处理装置的入侧端面的中心。

8.如权利要求4所述的排气净化装置，其特征在于，在气体分散部形成有导引凹部，所述导引凹部在与导风空间的扇形的二等分线上对应的节流空间的适当位置伸出，并将排气气体的主流约束以使其朝向后处理装置的入侧端面的中心。

9.如权利要求5所述的排气净化装置，其特征在于，在导引凹部与锥斜面之间的导风空间的扇形的二等分线上形成有传感器凸台。

10.如权利要求6所述的排气净化装置，其特征在于，在导引凹部与锥斜面之间的导风空间的扇形的二等分线上形成有传感器凸台。

11.如权利要求7所述的排气净化装置，其特征在于，在导引凹部与锥斜面之间的导风空间的扇形的二等分线上形成有传感器凸台。

12.如权利要求8所述的排气净化装置，其特征在于，在导引凹部与锥斜面之间的导风空间的扇形的二等分线上形成有传感器凸台。